Os pesquisadores da UCLA criaram um exame de sangue simples e relativamente barato que se mostrou promissor em estudos iniciais na detecção de vários tipos de câncer, múltiplas doenças hepáticas e sinais de problemas em órgãos ao mesmo tempo. Essa abordagem funciona examinando fragmentos de DNA que circulam naturalmente na corrente sanguínea.
Descrito na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, o teste poderia eventualmente fornecer uma forma mais acessível de detectar doenças mais precocemente, ao mesmo tempo que daria aos médicos uma imagem abrangente da saúde de uma pessoa.
“A detecção precoce é crítica”, disse a Dra. Jasmine Zhou, autora sênior do estudo, professora de patologia e medicina laboratorial e investigadora do UCLA Health Johnson Comprehensive Cancer Center. “As taxas de sobrevivência são muito mais elevadas quando o cancro é detectado antes de se espalhar. Se contrair cancro na fase um, os resultados são dramaticamente melhores do que na fase quatro.”
lendo sinais de doenças no sangue
A nova tecnologia, conhecida como MethylScan, analisa DNA livre de células (cfDNA), pequenos fragmentos de material genético que entram na corrente sanguínea quando as células morrem. Como as células de todo o corpo libertam ADN no sangue, estes fragmentos podem conter pistas moleculares sobre a saúde de muitos órgãos diferentes.
“Todos os dias, 50 a 70 mil milhões de células do nosso corpo morrem. Elas não desaparecem simplesmente, o seu ADN vai para a corrente sanguínea”, disse Zhou. “Isso significa que já temos informações de todos os nossos órgãos circulando no sangue”.
Usar sangue para detectar câncer não é um conceito novo. Esses testes são às vezes conhecidos como biópsias líquidas, e alguns métodos atuais procuram mutações no DNA liberado pelos tumores. No entanto, muitos desses testes examinam apenas um conjunto limitado de alterações genéticas. Eles também podem ser caros porque muitas vezes é necessário um sequenciamento extenso para identificar sinais fracos de câncer.
Os pesquisadores da UCLA adotaram uma abordagem diferente. Em vez de procurar principalmente mutações, eles se concentraram na metilação do DNA, marcadores químicos no DNA que ajudam a controlar a atividade genética. Diferentes tecidos têm diferentes padrões de metilação, e esses padrões podem mudar quando as células ficam doentes ou cancerosas.
“A metilação do DNA reflete o estado de saúde de um tecido”, disse o Dr. Wenyuan Li, professor de patologia e medicina laboratorial na UCLA e co-autor correspondente do estudo. “É um sinal muito informativo.”
Filtrando DNA de fundo
Um dos maiores obstáculos é que a maior parte do DNA livre de células no sangue não provém de tumores ou órgãos danificados. Cerca de 80% a 90% vem de células sanguíneas normais. Essa enorme quantidade de ADN comum pode ocultar fragmentos muito raros associados a cancros precoces, tornando-os mais difíceis e mais caros de encontrar.
Para superar esse problema, a equipe baseou-se em trabalhos anteriores e desenvolveu uma maneira de remover DNA de fundo indesejado antes do início do sequenciamento.
Enzimas específicas são usadas para cortar seletivamente fragmentos de DNA não metilados, que são em grande parte produzidos a partir de células sanguíneas. Os pesquisadores também criaram um painel de hibridização genômico que enriqueceu as amostras restantes com DNA metilado de órgãos sólidos, incluindo órgãos que podem ser afetados pela doença.
Segundo os pesquisadores, reduzir esse ruído de fundo significa que o teste pode contar com muito menos sequenciamento, mantendo a sensibilidade. Apenas 5 GB de dados são necessários para atingir uma profundidade de sequenciamento efetiva de 300× para cada amostra. Se os custos de indexação permanecerem abaixo de US$ 4 por gigabase, essa quantidade de dados custará menos de US$ 20.
MethylScan testado em mais de 1.000 pessoas
Os pesquisadores avaliaram o MethylScan usando amostras de sangue de 1.061 pessoas. O grupo incluiu pacientes com câncer de fígado, pulmão, ovário e cólon; Pessoas com doenças hepáticas, como hepatite B, hepatite C, doenças hepáticas relacionadas ao álcool e doenças hepáticas metabólicas; Indivíduos com nódulos pulmonares benignos; e participantes saudáveis.
Algoritmos de aprendizado de máquina foram então usados para interpretar os padrões complexos de metilação encontrados nas amostras.
Para detectar vários tipos de câncer, o MethylScan mostrou um alto nível de precisão geral. Com especificidade de 98%, o que significa que o teste deu poucos falsos positivos, identificou cerca de 63% dos cancros em todas as fases. Nos cânceres em estágio inicial, é detectado cerca de 55% das vezes.
O método também teve um excelente desempenho quando usado para monitorar pessoas com alto risco de câncer de fígado, incluindo indivíduos com cirrose hepática ou VHB. Neste grupo, detectou aproximadamente 80% dos casos de cancro do fígado com uma especificidade ligeiramente superior a 90%, o que corresponde a uma taxa de falsos positivos inferior a 10%.
Descobrir de onde vêm os sinais de câncer
O MethylScan fez mais do que identificar a presença de câncer. Os padrões de metilação também forneceram informações sobre os tecidos de origem, ajudando os pesquisadores a determinar qual parte do corpo estava produzindo os sinais anormais.
“Ser capaz de rastrear os sinais até sua origem é importante porque um exame de sangue positivo geralmente requer exames de imagem ou outros procedimentos de diagnóstico direcionados ao órgão correto”, disse Lee.
Nesse sentido, o MethylScan pode funcionar como uma espécie de radar de saúde. Ao interpretar os sinais de ADN que circulam no sangue, o método pode detectar sinais de que órgãos como o fígado ou os pulmões estão sobrecarregados ou danificados, mesmo quando os investigadores ainda não estão à procura de uma doença específica.
Os testes também mostraram que ele poderia diferenciar diferentes formas de doença hepática. Os pesquisadores conseguiram distinguir entre condições que incluíam hepatite viral e doença hepática metabólica, e classificaram corretamente cerca de 85% dos pacientes.
Esses resultados sugerem que a análise de DNA baseada no sangue poderia eventualmente reduzir a dependência de biópsias hepáticas invasivas para alguns pacientes.
Rumo a testes de sangue generalizados para doenças
Os pesquisadores alertam que ainda são necessários estudos prospectivos maiores para determinar o desempenho do MethylScan na triagem no mundo real. Ainda assim, Zhou disse que as descobertas representam um progresso em direcção a um único exame de sangue acessível, capaz de detectar muitas doenças diferentes mais cedo e fornecer informações de saúde mais abrangentes do que os métodos actuais.
“Este estudo demonstra que o perfil de metilação baseado no sangue pode fornecer informações clinicamente significativas em muitas doenças”, disse Zhou. “Este é um avanço emocionante que nos aproxima da realização do sonho de um único ensaio para detecção universal de doenças”.
Weihua Zeng, Shuo Li e Yonggang Zhou, da UCLA, atuaram como co-autores.
A pesquisa foi apoiada em parte por uma bolsa do Instituto Nacional do Câncer.
